I compressori a membrana sono una scelta eccellente nel caso in cui si necessiti di una compressione ermetica dell’ambiente di lavoro e in cui la presenza di sostanze estranee sia inammissibile. L’ambiente di lavoro non è a contatto con il pistone o con i suoi anelli, che generalmente sono utilizzati per creare смещения nei compressori tradizionali. I compressori non contengono tenute dinamiche ed è completamente esclusa la contaminazione con olio idraulico, abitualmente utilizzato per la tenuta degli anelli del pistone nei compressori a pistone o a vite. Di conseguenza i compressori a membrana sono completamente ermetici. Questo tipo di compressori può avere una struttura verticale o orizzontale e essere dotato di più livelli di compressione.
L’altro livello di pulizia nella compressione a membrana è dovuto all’isolamento dell’ambiente di lavoro dal fluido idraulico a movimento intermittente grazie alle membrane metalliche e a una serie di tenute statiche. Il moto rototraslatorio del pistone agisce sulla camera contenente l’olio idraulico ad alta pressione tramite delle cavità fisse, il che permette alle membrane di fare pressione e pompare l’ambiente di lavoro. Questo tipo di compressore è una delle varietà del compressore a pistone, in quanto il meccanismo è lo stesso delle pompe a pistoni.
Partendo da un livello di pressione atmosferica nella fase di aspirazione, i compressori a membrana possono raggiungere i 60000 psig nella fase di compressione.
I compressori a membrana sono perfetti per la compressione di tutti i tipi di gas e non comportano perdite né contaminazioni. Il loro maggior vantaggio nella lavorazione dei gas contiste in un livello di pulizia molto alto che li distingue dagli altri compressori a pistone e da quelli a vite, che possono avere delle perdite intorno agli anelli del pistone e, di conseguenza, portare a una contaminazione del gas tecnico con l’olio idraulico.
I compressori a membrana sono particolarmente indicati per la compressione di gas tossici e altamente volatili, come l’idrogeno, in quanto sono ermetici rispetto all’ambiente esterno e ne risulta un bassissimo livello finale di perdite, di circa 10-4 mbar/sec.
Il gas viene compresso tramite dei diaframmi vibranti disposti uno contro l’altro che sono messi in moto dalla pressione idraulica provocata dal pistone. La velocità ottenuta dai compressori a membrana varia dai 250 ai 720 giri al minuto dipendentemente dalla dimensione. Il gas è introdotto attraverso la valvola di aspirazione, compresso nell’apposito spazio ed espulso attraverso la valvola di mandata. Come nella maggior parte dei compressori, è possibile avere diversi livelli di compressione e nel compressore a membrana il rapporto della pressione può essere di 1:20. È quindi possibile raggiungere in uscita i 3000 bar circa con le dovute limitazioni in base alla temperatura finale.
La caratteristica che rende unici i compressori a membrana consiste nel fatto che sono in grado di realizzare con l’utilizzo di uno o due livelli di compressione il lavoro che altre apparecchiature realizzano con tre, quattro o cinque livelli.
I compressori di questo tipo si adattano perfettamente a ogni attività di laboratorio, come anche a impianti sperimentali e applicazioni di carattere industriale in cui sia richiesto il minimo dispendio di risorse. Questi compressori possono essere utilizzati sia per testare che per tarare i dispositivi il cui collaudo è altrimenti difficoltoso o impossibile, come i componenti dei sistemi antimissile. I compressori possono essere utilizzati con una pressione costante o in continuo cambiamento fino al raggiungimento della pressione massima in fase di mandata.
Le più tipiche sfere di utilizzo dei compressori a membrana includono:
Applicazion:
I compressori a membrana vengono utilizzati con gas sintetici di diversa composizione nei macchinari chimici in sede di elaborazione e test di nuovi additivi. Durante la compressione di un gas sintetico a partire da una pressione bassa in fase di aspirazione si possono raggiungere circa 200 bar.
Una delle applicazioni del compressore a membrana a due stadi è la compressione dell’idrogeno con fonte Н2 fino a una pressione di uscita di 100-150 bar più alta della pressione di entrata, che dipendentemente dall’utilizzo può essere di 350 o 700 bar.
Recentemente i compressori a membrana vengono utilizzati per lavorare i gas nelle pile a combustibile e per la raccolta dei gas serra.
Utilizzi particolari dei compressori con membrane metalliche:
Utilizzi particolari dei compressori con membrane in politetrafluoroetilene (teflon):
Durante l’utilizzo di questi compressori è necessario assicurarsi che nell’ambiente di pressione non siano presenti particelle solide che potrebbero avere un’influenza negativa sulla longevità delle membrane.
I compressori a membrana sono indicati inoltre per la compressione dell’aria per la conservazione o l’immediato utilizzo. Le membrane possono essere in gomma o in silicone.
I compressori a membrana hanno un ampio spettro di utilizzo, a partire dai modelli più piccoli della potenza di 1/8 CV, in grado di produrre 50 psi, fino ai compressori industriali che generano una pressione fino a 6000 psi.
I compressori a membrane sono adatti anche per gli utilizzi più creativi, come l’areografia. Possono inoltre essere utilizzati per la compressione di gas tossici ed esplosivi in quanto l’attrito dei metalli è ridotto al minimo.
Compressori e ventilatori
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